Теория и характеристики поршневых насосов

 

Производительность

 

В поршневом насосе жидкость безотрывно следует за поршнем, занимая освобождаемый им объем. Поэтому теоретически, без учета утечек внутри насоса, производительность поршневого насоса равна объему, описываемому поршнем.

В насосе простого действия за один ход поршня (вправо или вверх) засасывается объем жидкости, равный площади сечения поршня F м², умноженный на длину хода поршня s м, но подачи не происходит. При обратном ходе поршня теоретически вся засосанная жидкость в количестве Fs м³ подается в нагнетательный трубопровод. Таким образом, за два хода поршня или за один оборот вала объем подаваемой жидкости составляет Fs м³.

При n оборотах вала в минуту теоретическая производительность насоса простого действия равна соответственно:

(1)

Причем:

где D – диметр поршня, м.

В насосе двойного действия за один ход поршня с одной стороны его засасывается объем жидкости Fs м³, а с другой стороны, где находится шток, имеющий площадь f  м², вытесняется (F – f)s м³ жидкости. При обратном ходе поршня всасывается и нагнетается такой же объем жидкости, но в обратном порядке – со стороны, где происходило всасывание, жидкость нагнетается в количестве Fs м³, а с другой стороны поршня всасывается  (F – f)s м³. Таким образом, за один оборот вала подача насоса двойного действия составит:

Следовательно, теоретическая производительность такого насоса при n об/мин равна:

(2)

 Т.е. почти вдвое превышает производительность насоса простого действия.

Фактическая производительность поршневого насоса меньше теоретической из-за утечки жидкости через неплотности в клапанах, поршне, сальниках и крышках. Все эти потери учитываются объемным к.п.д. насоса.

Фактическая производительность насоса:

Для поршневых насосов, перекачивающих холодную воду, (средний); при перекачивание очень вязких жидкостей объемны к.п.д. значительно снижается (до  и менее).

 

Характеристика поршневого насоса

 

Зависимость между производительностью Q насоса и напором H, т.е. характеристика поршневого насоса теоретически изображается вертикальной прямой (рисунок 5). Из графика видно, что производительность поршневого насоса – величина постоянная, не зависящая от напора, и определяется только объемом жидкости, вытесняемым поршнем практически вследствие утечек жидкости через неплотности, увеличивающихся с возрастанием напора, зависимость Q – H отклоняется от вертикали (пунктирная линия на рисунке 5).

Рисунок 5 – Характеристика Q – H поршневого насоса.